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BE535093A - - Google Patents

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Publication number
BE535093A
BE535093A BE535093DA BE535093A BE 535093 A BE535093 A BE 535093A BE 535093D A BE535093D A BE 535093DA BE 535093 A BE535093 A BE 535093A
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
electrode
welding
current
arc
workpiece
Prior art date
Application number
Other languages
French (fr)
Publication of BE535093A publication Critical patent/BE535093A/fr

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/18Submerged-arc welding
    • B23K9/186Submerged-arc welding making use of a consumable electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   La présente invention est relative au soudage à l'arc avec 'élec- trode métallique fusible et plus particulièrement au soudage à l'arc sub- mergé. Elle n'est cependant pas limitée à cette application, car elle s'ap- plique aussi au soudage   "SIGMA",   c'est-à-dire au soudage avec électrode fu- sible en atmosphère de gaz inerte. 



   Des tentatives diverses pour utiliser de grandes densités de courants (environ 250 à 560 ampères par mm2 de section de l'électrode) dans le soudage à l'arc submergé, ont eu lieu au cours des douze dernièresaan- nées au moins. La tension de l'arc ne dépassait'jamais 45 V. environ et la distance entre la pièce à souder et la buse d'amenée de courantà l'élec- trode était toujours maintenue à la valeur minimum permise par l'épaisseur de la couche de flux. Les soudures n'étaient pas d'une qualité acceptable industriellement. Cependant l'emploi d'une grande densité de courant est désirable, car il accroît largement le rendement de l'opération de soudage. 



   La présente invention est   caractérisée   par l'augmentation de la tension de l'arc en même temps que par un mode opératoire nouveau, qui con- siste notamment à incliner l'extrémité de l'électrode vers l'avant et à mettre en oeuvre une grande densité de courant, ce qui permet d'améliorer considérablement la qualité des soudures obtenues, aussi bien dans le domai- ne des   !hautes   densités de courants précédemment expérimentées que dans un domaine étendu de densités encore plus élevées. 



   Le procédé de soudage à l'arc à électrode fusible suivant l'in- vention prévoit l'application d'une tension de 50   V.   au moins entre la piè- ce à souder et le frotteur d'amenée de courant au fil électrode, l'extrémité inférieure de ce frotteur étant à une distance   appréciable   de la surface de la pièce. Le fil électrode fusible avance à.travers la buse d'amenée de courant à une vitesse de 15 mètres par minute au moins , le courant de sou- dage étant réglé à une valeur telle que .l'intensité à travers l'électrode soit d'au moins 465 ampères par mm2, provoquant la fusion de l'extrémité de l'électrode et du métal de base au voisinage de celle-ci et élevant par effet Joule la température de l'électrode sur sa partie comprise entre la buse et la pièce.

   En même temps l'électrode et la buse peuvent se dépla- cer, par rapport à la pièce, avec une vitesse de translation d'au moins 30 mètres à la minute. 



   En augmentant jusqu'à environ 75   mm,   par exemple la distance en- tre la buse de contact et la pièce, on a constaté que dans ce cas la vitesse de fusion de l'électrode pouvait être quintuplée avec une augmentation re- lativement faible de l'intensité de soudage, grâce au chauffage par résis- tance de l'extrémité de l'électrode sur une longueur importante. 



   La figure 1 est une vue schématique en élévation latérale de l'ap- pareil montrant le mode opératoire avec l'électrode inclinée conformément à l'invention, et 
La figure 2 est une vue en perspective d'une soudure bout à bout faite conformément à l'invention avec une électrode inclinée. 



   Pour mettre en oeuvre l'invention, comme le montre la figure 1, une couche de flux granuleux est   déposée'.sur   la pièce 12, par une trémie 14 en avant d'une électrode de soudage 16 pendant que icelle-ci est amenée continuellement vers la pièce et que l'électrode et la trémie se déplacent suivant le sens d'avancement du soudage par rapport à la pièce. Le courant de soudage, alternatif ou continu, est fourni à l'électrode et à la pièce en série à travers le câble de mise à la terre 18 et la câble de soudage 20, ce dernier étant relié à une barre omnibus en forme de tube guide d'é- lectrode à travers lequel passe l'électrode dans son déplacement vers le bain de soudure. L'électrode est mue par un dispositif d'alimentation 24 

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 comprenant un moteur 26 et des galets d'entraînement 28.

   L'électrode est inclinée d'un angle 9 par rapport à la surface de la pièce et le tube gui- de 22 est placé à une distance d de l'extrémité de l'électrode. 



   Le procédé suivant l'invention a été essayé avec des vitesses d'a- vance de l'électrode jusqu'à 65 mètres   par minute.   Cependant les essais ont été effectués principalement dans deux domaines bien délimités que l'on pour- rait appeler: 
1  - le domaine des densités de courant très élevées, c'est-à-dire de l'ordre de 465 ampères par mmê, avec une consommation d'électrode d'en- viron 15 mètres par minute. 



   2  - le domaine des densités-' de courant extrêmement élevées,   c'est-à-dire   de l'ordre de 800 ampères 'par mm2 avec des vitesses   d'alimen-   - talion de 60 mètres par minute. La vitesse d'avance de l'électrode dépend de la distance d de la tubulure de contact (figure 1) aussi bien que de la densité du courant. 



   Il est très important que la zone de contact entre le frotteur d'amenée de courant de la tête de soudage et l'électrode proprement dite soite limitée à la région inférieure de la buse de guidage de l'électrode. 



   C'est pourquoi cette buse de guidage doit être isolée de la barre omnibus sur la majeure partie de sa longueur entre les galets d'entraînement et la buse terminale de contact, le contact électrique ayant lieu seulement le long d'un tube en cuivre au bérillium d'une longueur d'environ 4 cm à la partie inférieure du dispositif de guidage de l'électrode. 



   Les indications ci-dessus s'appliquent dans le cas d'électrodes en acier de 1,5 et 0,8 mm de diamètre. Il n'y a jamais eu de grande diffi- culté dans l'alimentation en électrodes de 1,5 mm de diamètre, mais la pré- caution mentionnée ci-dessus était particulièrement nécessaire pour débiter régulièrement le fil   électrode.de   0,8 mm de diamètre. On a trouvé que l'é- lectrode devait être enroulée -,sur bobine et maintenue sur un dévidoir léger à flasques ajourées, avec une très faible pression de freinage exercée par ressorts. On a trouvé'également que le tréfilage final du fil électrode devait être fait à froid pour accroître sa rigidité.

   Bien qu'il ait été possible d'alimenter à partir d'une bobine du fil électrode recuit de 0,8 mm de   diamètre,ce   fil était complètement courbé de façon imprévisible, à la sortie de la buse et ainsi le trajet de l'arc sur la pièce de base était er- ratique sur tout son parcours. 



   Les différentes caractéristiques des deux domaines de soudage à très haute densité et à extrêmement haute densité de courant sont assez bien définies et peuvent être résumées comme suit : 
1  - Une pénétration profonde se produit à des tensions normales (moins de 45 V) et à des densités de courant inférieures à 465 ampères par mm2. Si la densité de courant est augmentée à plus de 465 ampères par mm2, la pénétration n'augmente pas beaucoup et il y a une tendance plus grande à ce que la soudure devienne poreuse et d'aspect beaucoup plus sinueux. 



   Ces résultats sont en général indépendants de la vitesse de translation, 
Cependant, conformément à l'invention, en élevant la tension de l'arc à des valeurs supérieures à environ 50 V et en portant   lavitesse   d'alimentation de l'électrode à au moins 15 mètres à la minute, il est possible d'obtenir dès-soudures larges et plates avec un pénétration faible. 



   2  - En ce qui concerne la vitesse de fusion de   l'électrode ,   on a trouvé que le taux de fusion de l'électrode variait très fortement dans les conditions de marche particulières de la présente invention, au lieu de rester sensiblement indépendant de la tension d'arc comme cela a lieu 

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 dans le domaine des densités de courant normales.

   Avec les densités de courant employées précédemment, le taux de fusion des électrodes, en grammes par seconde, est sensiblement proportionnel au   quotient VI   ,dans lequel V a une valeur, voisine par exemple de 5,3 volts qui est indépendante de la tension réelle de l'arc, mais qui dépend de la composition du flux; 
I = intensité du courant de soudage en ampères; 
H = chaleur de fusion du métal y compris la chaleur nécessaire pour surchauffer ce métal à la température du bain. 



   Ainsi il est évident que le facteur V est le coefficient de fu- sion de   l'électrode.   Dans la pratique antérieure,on adopte généralement pour ce facteur dans le cas de l'acier la valeur approximative de 3,8 gr par 1.000 ampères-seconde. Le taux de fusion de l'électrode apparaît com- me dépendant dans une certaine mesure de l'intensité du courant (mais non de sa tension) et de la composition du flux. 



   Cependant, lorsque la densité du courant augmente, le passage du courant à travers l'électrode dans la région entre la buse de contact et le sommet de l'arc provoque un certain échauffement par résistance. La puis- sance en jeu est I2R,R étant la résistance de l'électrode dans cette ré-   gion. Cette résistance dépend de trois facteurs : lalongueur L, la section   A de l'électrode, et sa température.

   Le facteur température entre en jeu parce que la résistivité dépend de la température conformément   à   l'équa-   tion :    r = R0 + aT - où R0 est la résistivité de l'électrode à la température ambiante; - r la résistance effective de la partie de l'électrode dépassant hors de la buse; - a le coefficient thermique de résistivité; - T l'élévation de température, 
Le terme I2R pour l'échauffement par résistance est évidemment ex- primé en unités de puissance et pourrait être représenté par IE, E étant la chute de tension dans la portion de l'électrode entre la buse de contact et le sommet de l'arc. Cela a été confirmé par des mesures effectives de cette chute de tension. 



   En relevant la buse de contact à une distance d'environ 75 mm, par exemple, au-dessus de la surface de la pièce de base, il est possible de donner au taux de fusion une valeur quintuple au moins de sa valeur nor- male. La relation entre la densité du courant et la vitesse de dévidage de l'électrode dépend de la distance d entre la buse de contact 22 et le som- met de l'arc 34 (figure 1). Ce facteur a une importance pratique considé- rable. Comme conséquence de cet échauffement par résistance il suffit d'une très faible augmentation de courant pour porter la vitesse de fusion de l'électrode de 15 à 60 mètres par minute. 



   On vient d'analyser ci-dessus les caractéristiques essentielles du procédé de soudage avec hautes densités de courant en ce qui concerne la fusion de l'électrode et la pénétration dans la plaque de base. Cependant il a été également possible d'observer quelques effets particuliers dans l'écoulement du métal d'apport dans le bain de fusion de la zone de souda- ge. Les effets de la densité de courant sur cet écoulement sont décrits 

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 ci-après avec d'autres facteurs. 



   Pendant le soudage, la forme de la zone de soudage apparaît com- me fortement modifiée par rapport à celle qui, conformément à la pratique antérieure, donnait normalement des soudures acceptables, et de nombreuses observations ont été faites qui fournissent des indications sur les phéno- mènes se produisant dans le bain de fusion. Quelques unes de ces observa- tions sont citées   ci-dessous.   



   On a observé qu'une augmentation de la densité du courant, sous une tension d'arc restant constante, avait pour résultat une diminution de largeur du cordon de soudure. Le trajet de l'arc peut être observé seule- ment là où le métal d'apport ne remplit pas la rainure creusée par l'arc et là où ce métal est rejeté hors de cette rainure par la force de l'arc. 



   Il est apparu qu'une force électrodynamique ou hydrodynamique se manifestait le long de l'axe de l'arc. On peut envisager l'hypothèse suivant laquelle cette force résulterait de 'bombardements ioniques-, et électroniques simultanés dans l'arc ou plus simplement d'une projection mé- canique de métal fondu au sein de l'arc. De plus le métal de l'électrode a une vitesse initiale égale à la vitesse d'alimentation de l'électrode, laquelle comme on l'a dit, atteint la vitesse considérable de 60 mètres à la minute dans certains cas. 



   L'effet de cette force semble être l'expulsion du métal liquide de la région située sous l'électrode. Ceci a pour résultat une action d'é- rosion sur la plaque de base, donnant lieu d'autre part à une pénétration profonde. Fréquemment, quand cette force est suffisante, l'examen des dé- pressions ou cratères produits aux extrémités de cordons de soudure de di- mensions assez faibles, a   mon-cré   que le métal de soudage a été projeté jus- qu'à 10 ou 12 cm en arrière de l'électrode. 



   Le résultat favorable obtenu en inclinant l'électrode pour diri- ger vers l'avant cette force de l'arc paraît du à ce que cette inclinaison permet de maintenir une masse de métal fondu sous l'extrémité de l'électro- de. Ceci produit une pénétration peu profonde et des soudures larges, pla- tes avec une bonne coalescence sur les bords du métal de base. On a main- tes fois-observé que   les,angles   d'inclinaison de l'électrode intermédiaire entre ceux qui donnaient des soudures larges et plates et ceux qui donnaient des soudures d'aspect "câblé" produisaient un dép8t de métal rempli d'in- clusions de flux avec des projections de métal en tous sens. Ceci montre qu'il existe une ligne de démarcation instable et que   l'angle   de l'électro- de est un facteur critique.

   Sa valeur est de   45  #   5 , mesurée sur l'angle 0, figure 1. 



   Pendant la translation lors du soudage à des vitesses extrêmement élevées (12,5 et 25 mètres par minute), il est possible de maintenir un arc continu et d'obtenir un dépôt continu sur la plaque de base. A 12,5 m. par minute un cordon de soudure continu était déposé, et le trajet de l'arc était presque deux fois plus large que le cordon de soudure déposé dans la rainure peu profonde creusée par l'arc. La largeur du trajet de l'arc et du cordon peuvent être réduites si l'on emploie des diamètres d'électrodes plus petits. 



   En soudant avec des densités de courant très élevées ou extrême- ment élevées, particulièrement à des vitesses de translation relativement grandes, il n'est pas possible d'opérer sensiblement au-dessous de 50 volts sans risquer des mises en court-circuit accidentelles de l'électrode avec la pièce, mais ceci est fonction de la longueur du fil électrode son- tant de la buse de contact. On a utilisé une chute de tension de 30 volts avec une faible longueur de fil entre buse et pièce et avec des vitesses 

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 de translation élevées. 



   Le procédé suivant l'invention peut notamment être mis en oeuvre pour le soudage bout à bout avec électrode inclinée. Suivant ce mode opé-   ratoire,   (figure 1) l'électrode est inclinée à environ 40-50  et on met en oeuvre des intensités de courant et des vitesses de déplacement relative- ment élevées. On obtient des soudures larges, plates, peu profondes. 



   Pour le rechargement avec électrode inclinée, on tire parti de l'élargissement et de l'aplatissement des soudures au moyen de l'inclinai- son de l'électrode comme il est dit plus haut, mais de plus on utilise le préchauffage par résistance de l'électrode pour augmenter la quantité de mé- tal d'électrode fondu par rapport à la quantité du métal de base fondu. On n'a pas encore trouvé, dans l'emploi de ce procédé, de limite supérieure de la vitesse de dépôt du métal de l'électrode. Suivant un exemple typique, les données de soudage sont 1000 amp., 70 V, 75 cm par minute, angle d'é- lectrode 45  avec distance verticale d'environ 6,5 cm. 



   Enfin, le procédé de l'invention permet le soudage des tales d'a- cier d'épaisseurs courantes à des vitesses dépassant éventuellement 12,50 m. par minute. 



    REVENDICATIONS.   



   1. Procédé de soudage à l'arc avec électrode métallique fusible, caractérisé en ce qu'on maintient une tension d'arc d'au moins 50 volts entre l'électrode et la pièce à souder, avec une densité de courant dans l'électrode d'au moins 465 ampères par millimètre carré, la distance entre le frotteur d'amenée de courant à l'électrode et la pièce à souder étant suffisamment grande pour donner lieu à un préchauffage notable de l'élec- trode par résistance.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



   The present invention relates to arc welding with a fusible metal electrode and more particularly to submerged arc welding. However, it is not limited to this application, since it also applies to "SIGMA" welding, that is to say to welding with a fuse electrode in an inert gas atmosphere.



   Various attempts to use high current densities (about 250 to 560 amperes per mm2 of electrode cross-section) in submerged arc welding have taken place during at least the last twelve years. The arc voltage never exceeded approximately 45 V. and the distance between the part to be welded and the current supply nozzle to the electrode was always maintained at the minimum value permitted by the thickness of the layer. flow. The welds were not of an industrially acceptable quality. However, the use of a high current density is desirable because it greatly increases the efficiency of the welding operation.



   The present invention is characterized by the increase in the voltage of the arc at the same time as by a new procedure, which consists in particular in inclining the end of the electrode forwards and in implementing a high current density, which makes it possible to considerably improve the quality of the welds obtained, both in the field of the high current densities previously experienced and in a wide range of even higher densities.



   The fusible electrode arc welding process according to the invention provides for the application of a voltage of at least 50 V. between the piece to be welded and the wiper for supplying the current to the electrode wire, the lower end of this wiper being at an appreciable distance from the surface of the part. The fusible electrode wire advances through the current supply nozzle at a speed of at least 15 meters per minute, the welding current being set at such a value that the current through the electrode is d 'at least 465 amperes per mm2, causing the end of the electrode to melt and the base metal in the vicinity thereof and by the Joule effect raising the temperature of the electrode on its part between the nozzle and the room.

   At the same time the electrode and the nozzle can move relative to the workpiece with a translation speed of at least 30 meters per minute.



   By increasing to about 75 mm, for example the distance between the contact nozzle and the workpiece, it has been found that in this case the melting rate of the electrode can be quintupled with a relatively small increase in welding intensity, thanks to resistance heating of the end of the electrode over a considerable length.



   Figure 1 is a schematic side elevational view of the apparatus showing the procedure with the inclined electrode in accordance with the invention, and
Figure 2 is a perspective view of a butt weld made in accordance with the invention with an inclined electrode.



   To implement the invention, as shown in Figure 1, a layer of granular flux is deposited on the workpiece 12, by a hopper 14 in front of a welding electrode 16 while the latter is continuously fed. towards the part and that the electrode and the hopper move in the direction of welding advance relative to the part. Welding current, alternating or direct, is supplied to the electrode and workpiece in series through the grounding cable 18 and the welding cable 20, the latter being connected to a tube-shaped bus bar. electrode guide through which the electrode passes in its movement towards the solder bath. The electrode is driven by a power supply device 24

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 comprising a motor 26 and drive rollers 28.

   The electrode is inclined at an angle 9 to the surface of the workpiece and the guide tube 22 is placed at a distance d from the end of the electrode.



   The process according to the invention has been tested with electrode feed rates of up to 65 meters per minute. However, the tests were carried out mainly in two well-defined areas that one might call:
1 - the field of very high current densities, that is to say of the order of 465 amperes per mmê, with an electrode consumption of about 15 meters per minute.



   2 - the field of extremely high current densities, that is to say of the order of 800 amperes per mm 2 with supply speeds of 60 meters per minute. The speed of advance of the electrode depends on the distance d from the contact tubing (figure 1) as well as on the current density.



   It is very important that the contact area between the welding head current supply wiper and the actual electrode is limited to the lower region of the electrode guide nozzle.



   Therefore, this guide nozzle must be isolated from the bus bar for most of its length between the drive rollers and the contact end nozzle, the electrical contact taking place only along a copper tube at the end. berillium with a length of about 4 cm at the bottom of the electrode guide device.



   The above indications apply in the case of steel electrodes with a diameter of 1.5 and 0.8 mm. There has never been any great difficulty in feeding the 1.5 mm diameter electrodes, but the above-mentioned precaution was particularly necessary in order to regularly feed the 0.8 mm electrode wire. of diameter. It was found that the electrode had to be wound on a spool and held on a light reel with perforated flanges, with very low brake pressure exerted by springs. It has also been found that the final drawing of the electrode wire must be done cold to increase its rigidity.

   Although it was possible to feed the annealed electrode wire 0.8 mm in diameter from a coil, this wire was completely bent unpredictably, as it exited the nozzle and thus the path of the electrode. arc on the base piece was erratic all the way.



   The different characteristics of both ultra high density and extremely high current density welding fields are quite well defined and can be summarized as follows:
1 - Deep penetration occurs at normal voltages (less than 45 V) and current densities below 465 amps per mm2. If the current density is increased to more than 465 amps per mm2, the penetration does not increase much and there is a greater tendency for the weld to become porous and much more sinuous in appearance.



   These results are generally independent of the speed of translation,
However, in accordance with the invention, by raising the arc voltage to values greater than about 50 V and increasing the electrode feed rate to at least 15 meters per minute, it is possible to obtain Wide and flat welds with low penetration.



   2 - As regards the rate of melting of the electrode, it has been found that the rate of melting of the electrode varies very strongly under the particular operating conditions of the present invention, instead of remaining substantially independent of the voltage. arc as it takes place

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 in the range of normal current densities.

   With the current densities employed previously, the rate of melting of the electrodes, in grams per second, is substantially proportional to the quotient VI, in which V has a value, for example close to 5.3 volts which is independent of the real voltage of the arc, but which depends on the composition of the flux;
I = intensity of the welding current in amperes;
H = heat of fusion of the metal including the heat necessary to superheat this metal to the temperature of the bath.



   Thus it is evident that the factor V is the coefficient of fusion of the electrode. In previous practice, this factor is generally adopted in the case of steel, the approximate value of 3.8 gr per 1,000 ampere-second. The rate of melting of the electrode appears to depend to some extent on the intensity of the current (but not on its voltage) and the composition of the flux.



   However, as the current density increases, the passage of current through the electrode in the region between the contact nozzle and the top of the arc causes some resistance heating. The power involved is I2R, R being the resistance of the electrode in that region. This resistance depends on three factors: the length L, the section A of the electrode, and its temperature.

   The temperature factor comes into play because the resistivity depends on the temperature according to the equation: r = R0 + aT - where R0 is the resistivity of the electrode at room temperature; - r the effective resistance of the part of the electrode protruding outside the nozzle; - has the thermal coefficient of resistivity; - T the temperature rise,
The term I2R for resistance heating is obviously expressed in units of power and could be represented by IE, E being the voltage drop in the portion of the electrode between the contact nozzle and the top of the arc. . This was confirmed by actual measurements of this voltage drop.



   By raising the contact nozzle to a distance of about 75 mm, for example, above the surface of the base part, it is possible to give the melt rate a value at least five times its normal value. . The relationship between current density and electrode wire feed rate depends on the distance d between contact nozzle 22 and the top of arc 34 (Figure 1). This factor is of considerable practical importance. As a consequence of this heating by resistance, a very slight increase in current is sufficient to bring the rate of melting of the electrode from 15 to 60 meters per minute.



   We have just analyzed above the essential characteristics of the welding process with high current densities with regard to the melting of the electrode and the penetration into the base plate. However, it was also possible to observe some particular effects in the flow of the weld metal in the weld zone weld pool. The effects of current density on this flow are described

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 below with other factors.



   During welding, the shape of the weld zone appears to be greatly altered from that which in accordance with previous practice normally gave acceptable welds, and many observations have been made which provide indications of the phenomena. events occurring in the weld pool. A few of these observations are listed below.



   It has been observed that an increase in current density, at an arc voltage remaining constant, results in a decrease in weld bead width. The arc path can be observed only where the filler metal does not fill the groove made by the arc and where this metal is thrown out of this groove by the force of the arc.



   It appeared that an electrodynamic or hydrodynamic force was manifested along the axis of the arc. One can consider the hypothesis according to which this force would result from simultaneous ionic and electronic bombardments in the arc or more simply from a mechanical projection of molten metal within the arc. In addition, the metal of the electrode has an initial speed equal to the feeding speed of the electrode, which as has been said, reaches the considerable speed of 60 meters per minute in some cases.



   The effect of this force appears to be the expulsion of the liquid metal from the region below the electrode. This results in an eroding action on the base plate, giving rise on the other hand to a deep penetration. Frequently, when this force is sufficient, examination of the depressions or craters produced at the ends of weld beads of fairly small dimensions, has shown that the weld metal has thrown up to 10 or more. 12 cm behind the electrode.



   The favorable result obtained by tilting the electrode to direct this force of the arc forward appears due to the fact that this tilt makes it possible to maintain a mass of molten metal under the end of the electrode. This produces shallow penetration and wide, flat welds with good coalescence at the edges of the base metal. It has repeatedly been observed that the angles of inclination of the intermediate electrode between those which give wide, flat welds and those which give welds with a "hard-wired" appearance produce a metal deposit filled with intricacies. - flow clusions with projections of metal in all directions. This shows that there is an unstable dividing line and that the angle of the electrode is a critical factor.

   Its value is 45 # 5, measured on angle 0, figure 1.



   During translation when welding at extremely high speeds (12.5 and 25 meters per minute) it is possible to maintain a continuous arc and obtain a continuous deposit on the base plate. At 12.5 m. per minute a continuous weld bead was deposited, and the arc path was almost twice as wide as the weld bead deposited in the shallow groove carved by the arc. The width of the arc and bead path can be reduced by using smaller electrode diameters.



   When welding with very high or extremely high current densities, particularly at relatively high translation speeds, it is not possible to operate substantially below 50 volts without risking accidental shorting of the device. electrode with the workpiece, but this is a function of the length of the electrode wire extending from the contact nozzle. A voltage drop of 30 volts was used with a short length of wire between nozzle and workpiece and with speeds

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 of high translation.



   The method according to the invention can in particular be implemented for butt welding with an inclined electrode. According to this mode of operation (Figure 1) the electrode is tilted at about 40-50 and relatively high currents and speeds of movement are used. Wide, flat, shallow welds are obtained.



   For recharging with an inclined electrode, advantage is taken of the widening and flattening of the welds by means of the inclination of the electrode as stated above, but in addition, the preheating by resistance of electrode to increase the amount of molten electrode metal relative to the amount of molten base metal. An upper limit on the rate of deposition of the metal from the electrode has not yet been found in the use of this method. In a typical example the weld data is 1000 amps, 70 V, 75 cm per minute, electrode angle 45 with vertical distance of about 6.5 cm.



   Finally, the process of the invention allows the welding of steel plates of standard thicknesses at speeds possibly exceeding 12.50 m. per minute.



    CLAIMS.



   1. Arc welding process with fusible metal electrode, characterized in that an arc voltage of at least 50 volts is maintained between the electrode and the workpiece, with a current density in the electrode of at least 465 amperes per square millimeter, the distance between the current supply contactor to the electrode and the part to be welded being large enough to give rise to significant preheating of the electrode by resistance.


    

Claims (1)

2. Formes de mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisées par les points suivants;, séparément ou en combinaisons : a) on incline l'électrode, avec son extrémité vers l'avant, sous un angle de 40 à 50 par rapport à la surface de la pièce; b) la distance entre le trotteur d'amenée de courant à l'électro- de et la pièce à souder est d'au moins 75 mm; c) la vitesse d'avance de l'électrode est d'au moins 15 mètres par minute ; d) la vitesse de translation de la tête de soudage par rapport à la pièce est d'au moins 2,50 mètres/minute. 2. Forms of implementation of the method according to claim 1, characterized by the following points ;, separately or in combinations: a) the electrode is inclined, with its end forward, at an angle of 40 to 50 by relative to the surface of the part; b) the distance between the trotter for supplying the current to the electrode and the workpiece is at least 75 mm; c) the advance speed of the electrode is at least 15 meters per minute; d) the translation speed of the welding head relative to the workpiece is at least 2.50 meters / minute. 3. Formes de mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisées par les points suivants;, séparément ou en combinaisons: a) la densité de courant dans l'électrode est d'au moins 775 am- pères par millimètre' carré ; b) la vitesse d'avance de l'électrode est d'au moins 60 mètres/ minute; c) la distance entre le frotteur d'amenée de courant à l'électro- de et la pièce à souder est suffisamment grande pour qu'un accroissement donné de l'intensité du courant de soudage provoque un accroissement du taux de fusion de l'électrode, largement supérieur à l'accroissement du carré de l'intensité. 3. Forms of implementation of the process according to claims 1 and 2, characterized by the following points ;, separately or in combinations: a) the current density in the electrode is at least 775 amperes per millimeter. square; b) the advance speed of the electrode is at least 60 meters / minute; c) the distance between the electrode for supplying the current to the electrode and the workpiece is large enough that a given increase in the intensity of the welding current causes an increase in the melting rate of the solder. electrode, much greater than the increase in the square of the intensity. 4. Application du procédé ci-dessus <Desc/Clms Page number 6> a) au soudage à l'arc submergé ; b) au soudage en atmosphère de gaz inerte avec électrode consom- mable. 4. Application of the above process <Desc / Clms Page number 6> a) submerged arc welding; b) welding in an inert gas atmosphere with a consumable electrode.
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